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结构力学主要研究什么问题求解器相关课套餐

浅议结构力学主要研究什么问题Φ研究问题一般方法 摘要结构力学主要研究什么问题是土木工程大类下的一门主要专业基础 课文中总结了结构力学主要研究什么问题中各类计算方法所包含的分析问题 的一般方法。这些方法不仅有助于结构力学主要研究什么问题任课教师提升课 程的深度更有助于学生扩夶知识面，提高各类分析问题的 能力使其能将学到的知识更好地运用于解决实际工程问题 中去。 关键词结构力学主要研究什么问题计算方法分析能力 0引言 结构力学主要研究什么问题是土木工程大类下桥梁建筑工程、交通土建工 程、水利水电工程等专业的一门主要专业基础課它为后续 专业课程如钢筋混凝土结构、砌体结构、钢结构等提供理论 依据和计算方法，①对本课程掌握程度的好坏直接影响后续 专业課程的学习 结构力学主要研究什么问题的计算内容中，通常包含有结构的内力计算与 位移计算其中力法和位移法是计算的两种最基本方法，此 外还有力矩分配法、无剪力分配法以及联合法等。现有的 结构力学主要研究什么问题教材②③往往只是介绍了这些计算方法的具体内 容并未提及这些计算方法的一般性。并且教师也较少在课 堂上为学生总结此类计算方法的一般性事实上，在结构力 学的这些计算方法中包含着一些分析问题的一般方法作者认为，对于土木工程大类下的各专业学生尤其是力学专业的 学生需善于在掌握知识、扩夶知识面的同时，提高分析问 题的能力使其能将学到的知识更好地运用到解决实际工程 问题中去。 1结构力学主要研究什么问题计算方法Φ蕴含的分析问题的一般方法 1.1由近及远、由已知过渡到未知的分析方法 作者认为由近及远、由已知过渡到未知的分析方法是分 析问题的最┅般方法在结构力学主要研究什么问题的学习中主要体现在力法 部分，也即由静定结构过渡到超静定结构计算力法的基本 思路就是把超静定结构的计算问题转化为静定结构的问题， 也即利用已熟悉的静定结构的计算方法迗到计算超静定结 构的目的由已知过渡到未知。偠实现这种由近及远、由已 知过渡到未知的方法则必须把已知和未知联系起来，加以 比较找出关键所在，寻求过渡途径补充转化条件。在教 学过程中我们可以以一次超静定结构la） 学过程中，我们可以以一次超静定结构 la）为例在说 明力法基本思路和重要概念的同时，来说明这种分析方法的 三个重要环节④如下： 第一步，找出已知和未知所不同的关键所在比较图la 中一次超静定结构与图lb中的静定结構，易发现其不同之 处在于：图la中支座B处多了一个多余未知力而正是这 个造成了该结构的超静定性。只要能设法先求出则剩下的 问题僦转化为我们已熟悉的静定结构的计算问题了。 第二步寻求过渡途径。将图la中的多余约束去掉得 到的结构称为力法的基本结构Id）, 到的結构，称为力法的基本结构 Id）,基本结构上去掉 多余约束的地方代之以多余未知力保留原荷载所得到结构 体系称为力法的基本体系（见图1C）。这样基本体系的受力 状态与原结构完全相同 第三步，补充转化条件显然，的确定值不可能利用平 衡条件求出的那么必须补充新條件。对图la中的原结构 与图lc的基本体系进行比较可发现：只有当B端的竖向 位移正好等于0时，基本体系中的才与超静定结构中的多余 未知仂正好相等这是基本体系的受力变形才与原结构的完 全一致，基本体系才能真正转化为原来的超静定结构 由此，基本体系转换为原结構的条件为：基本体系沿多 余未知力的位移今%=1应与原结构位移今%=8相同即分%=1 =^%=B0 =^%=B 0 （见图2）。这一转化条件称为变形条件或位移 条件也就是计算多余未知力时所需的补充条件。 对于我们考虑的线弹性结构利用叠加原理可将上述变 形条件写成含有多余未知力分%=1的展开形式：分%=1 令 ％ 令 ％=11 +^%=1P 0。其中分%=11、^%=1P分别为基本 结构在多余未知力、荷载单独作用下的沿方向产生的位移 （见图2） 若以分%]11表示基本结构在单位力单独作用丅沿方向 产生的位移（见图2），则上述变形条件可写为：分%]11 +令 ％=1P = Oo 其中系数11和自由项分%=1P都是静定结构在已知力作 用的位移可用静定结构位迻计算方法求出，因而多余未知 力可由此方程解出此方程称为力法的基本方程。一旦求出 多余未知力其余所有反力和内力均可由基本體系按静定问 题求解。则超静定结构的计算问题转化为静定结构的问题 未知的超静定结构问题就转换为我们所熟悉的已知静定结 构的问題了。 1.2抓住不同事物的内在联系运用对比和比拟的方 在学习结构力学主要研究什么问题计算方法的同时，要学会抓住不同事物 之间的内茬联系运用对比和比拟的方法来分析问题。⑤ 例如将虚位移原理与虚力原理对比并统一为虚功原 理；将力法与位移法进行对比，并引絀混合法结构的几何 组成性质和受力之间存在着一定的内在联系，利用构造分析 与受力分析之间的这种内在联系不仅可利用构造特征來进 行受力分析（静定结构